Một phức hợp protein nhìn theo mặt cắt ngang tạo thănh lỗ thđn nớc qua lớp lipít kĩp chỉ khi cổng mở, câc nhânh axit amin phđn cực đợc cho lă bâm văo thănh của lỗ trong khi đó mặt thđn đầu đợc cho lă tơng tâc với lớp lipit kĩp. Câc khe hẹp của lỗ có kích thớc nguyín tử ở một điểm ( gọi lă câi lọc ion), ở đđy câi lọc ion của kính quyết định độ lớn của kính.
H. 2-42: Gated ion channel.
Sơ đồ chỉ ra câc câch khâc nhau để đóng câc ion channel.
Có thể hầu hết câc kính ion thông thờng thấm chủ yếu lă K+. Câc kính năy tìm thấy trong măng nguyín sinh của hầu hết tế băo động vật, kính K+ luôn mở thậm chí cả khi tế băo nghỉ không bị kích thích vă vì thế gọi lă kính K+ luôn mở ( K+ leak channel). Tuy từ năy chỉ câc loại kính K+ khâc nhau phụ thuộc văo loại tế băo, chúng phục vụ câc chức năng thông thờng : lăm cho măng nguyín sinh thấm nhiều K+ hơn so với câc ion khâc, chúng góp vai trò duy trì thế năng măng, sự chính lệch điện thế có mặt qua tất cả câc măng nguyín sinh.
Câc kính chọn lọc ion (ion-selective channel) -lần đầu tiín ghi nhận trong câc neuron vă nay đê đợc biết có mặt trong câc măng nguyín sinh của tất cả câc tế băo, cung cấp một cơ chế khâc cho sự vận chuyển câc ion vô cơ qua măng. Kính ion cùng với bơm ion nh Na+ K+ ATPase quyết định khả năng thấm qua măng nguyín sinh đối với câc ion đặc hiệu vă điều hòa nồng độ câc ion trong băo tơng vă thế năng măng. Trong neuron, những sự thay đổi rất nhanh chóng sự hoạt động của kính ion gđy ra sự thay đổi thế năng măng (thế năng hoạt động), nó mang tín hiệu từ một đầu của neuron thần kinh đến đầu kia. Trong tế băo cơ, sự mở nhanh của kính Ca+2 trong sarcoplasmic reticulum, giải phóng Ca+2 lăm kích thích sự co cơ. Bđy giờ chung ta sẽ mô tả cơ sở cấu trúc vă chức năng kính ion trín ví dụ kính K+ của vi khuẩn vă kính Na+ của neuron thần kinh vă kính ion tiếp nhận acetylcholine.
Câc kính (ion channel) đợc phđn biệt với câc ion transporter tối thiểu 3 câch. Đầu tiín, tốc độ chảy qua kính lớn hơn qua transporter- 107đến 108 ion trong mỗi giđy cho mỗi kính, gần đạt maximum theo lý thuyết cho sự khuếch tân không ngừng. Thứ 2, câc kính ion thì không bêo hòa: tốc độ không đạt tới cực đại ở nồng độ cơ chất cao. Thứ 3, chúng có cửa đóng mở để đâp ứng câc yíu
cầu tế băo. Trong câc kính đóng mở bằng ligand (ligand gated ion channel)
(chúng nói chung lă olygomeric), sự liín kết của một phđn tử nhỏ trong hay ngoăi tế băo buộc có một sự thay đổi dị lập thể trong phđn tử protein, chúng mở hay đóng kính. Trong voltagated ion channel (kính ion đóng mở nhờ điện thế măng), một sự thay đổi thế năng điện măng (Vm) gđy ra một đoạn protein tích điện vận chuyển tơng đối đến măng, mở hoặc đóng kính. Cả hai loại đóng mở có thể xẩy ra rất nhanh. Một kính mở chỉ trong khoảng thời gian một milli giđy vă có thể duy trì sự mở cũng chỉ hăng milli giđy lăm cho câc tín hiệu chuyển nhanh trong hệ thống thần kinh.
10.2 Chức năng kính ion đợc đo bằng dòng điện.
Vì rằng một kính ion đơn duy trì sự mở chỉ một ít milli giđy, sự đo đạc quâ trình năy quâ hạn chế đối với câc thiết bị hóa sinh. Dòng câc ion vì vậy có thể đợc đo bằng dòng điện, cả sự thay đổi về điện thế Vm (trong dêy milli volt) hoặc dòng điện (microampere hay picoampere), sử dụng câc vi điện cực vă câc khuếch đại thích hợp. Trong patch-clamping, một kỷ thuật đợc phât hiện bỏi Erwin Neher vă Bert Sakmann năm 1976. Những dòng rất nhỏ đê đo đợc qua vùng rất nhỏ trín bề mặt măng chứa một hoặc văi kính ion (H.2-43).